ARGO. Robots para conocer el mar y predecir el clima

(Esta ano­ta­ción se pu­bli­ca si­mul­tá­nea­men­te en Amazings.​es)

Henry Stommel fue un célebre científico que estableció las bases de la oceanógrafía física. Él predijo, alrededor de la década de los 70, que llegaría un momento en que no sería necesario embarcarse en un buque para investigar el océano, porque serían robots los encargados de tomar mediciones y recorrer las aguas a nuestra voluntad. Para Joaquín Salvador (Kintxo), del bloque de física de la Expedición Malaspina, Stommel estaba en lo cierto: «En los últimos 10 años, aproximadamente, gracias al desarrollo de las tecnologías, de los satélites, la miniaturización de los componentes y los sistemas de bajo consumo, han empezado a surgir un montón de instrumentos que son autónomos a la hora de medir». Entre ellos, las boyas Argo de las que hoy hablamos y que se están dando a la mar periódicamente durante esta expedición (precisamente hoy hemos dado la segunda).

Si bien se las suele llamar boyas, por su forma y flotabilidad, se trata más bien de perfiladores: capaces de sumergirse a grandes profundidades y tomar datos durante su recorrido. Gracias a ello, pueden elaborar un perfil detallado de la columna de agua: capturan datos de salinidad, temperatura y presión (igual que el CTD de la roseta) que luego envían vía satélite. El proceso es el siguiente: cada boya cuenta con una vejiga que se rellena y vacía con un aceite menos denso que el agua para aumentar o disminuir la densidad total del aparato y poder sumergirse a voluntad. Gracias a ella, es capaz de viajar a cierta profundidad, llamada «de deriva» porque la boya se mueve con la corriente (como dice Kintxo, «se trata de que se comporte como una partícula de agua»). Durante este trayecto, solo hace mediciones puntuales (en este caso, cada 24 horas, por ejemplo). Sin embargo, cada cierto tiempo, la boya se sumerge a una mayor profundidad. Desde allí asciende hasta la superficie para hacer un perfil completo de la columna de agua tomando datos con una mayor frecuencia. Una vez llega arriba, envía todos estos datos y su posición al satélite.

Todos los movimientos de la boya están programados de antemano y varían en función de las aguas que se quieran muestrear y el tipo de estudio que se quiera hacer. En el caso de las boyas Argo que se están largando en el  Atlántico, derivan a 1000 m de profundidad y realizan un perfil cada 10 días sumergiéndose hasta 2000 m. Sin embargo, hay otros perfiladores con programas distintos en todos los mares del mundo. Este proyecto lleva dando boyas a la mar durante casi 10 años y su intención es tener siempre 3000 perfiladores activos mandando señales desde todos los puntos del globo. Podéis ver un mapa con su última situación conocida en la página Coriolis (así como otros datos sobre los perfiles que han ido haciendo en su recorrido).

Cada perfilador tiene una autonomía máxima de 3 años gracias a unas baterías de litio que ocupan la mayor parte del cuerpo de la boya. Sin embargo, la mayoría no duran ni uno: son aparatos sometidos a enormes presiones y a condiciones, en general, extremas y bastante imprevisibles. Por todo ello, hay que renovar las boyas periódicamente. Uno de los inconvenientes del proyecto es que no hay forma de recuperar las boyas inactivas y se convierten en basura oceánica. El precio del rescate sería demasiado costoso (bastante mayor que el de las propias boyas, valoradas en 20 000 € cada una).

El proyecto cuenta, además, con un sistema de 5 satélites polares llamado Argos que se utiliza para transmitir los datos de las boyas en todo el mundo. Orbitan a unos 600 km de distancia de la superficie terrestre: esto es, bastante bajitos, para poder captar la señal de las boyas (si no, estas requerirían baterías mucho más potentes). Todo ello significa, además, que sus huellas no cubren toda la superficie terrestre en todo momento y, de hecho, algunos datos se pierden. Por ello, cada vez que una boya sale a superficie (durante 9 horas aproximadamente), envía todos sus datos una y otra vez cada 40 segundos. De este modo se asegura de que lleguen al menos una vez a algún receptor.

Pero, ¿para qué podrían servir todos estos datos? Bien, en bruto, quizás parezcan solo números. Pero, según su salinidad, la temperatura y la profundidad a la que se encuentra, podemos conocer de dónde viene el agua (la del Mediterráneo es más salada, por ejemplo; la de la Antártida, más dulce). Podemos estudiar las corrientes, saber cómo interactúan las distintas masas de agua… podríamos conocer el recorrido de cada gota del océano. Las consecuencias serían inimaginables: podría suponer una herramienta fundamental para poder prever el clima, por ejemplo. Actualmente, es imposible hacer predicciones meteorológicas con más de 5 días de antelación de forma fiable (con más de un 30 % de acierto). Sin embargo, estudiando el comportamiento del agua (que, después de todo, cubre la mayor parte de nuestro planeta y regula de forma fundamental el clima) a partir una serie temporal de datos lo suficientemente prolongada (pongamos, de 200 años), quizás podríamos llegar a hacer predicciones climáticas para toda una estación, ¡o incluso más! Sin duda, es demasiado pronto para afirmar algo así. Lo único seguro es que aún queda mucho trabajo por hacer.

Alerta magufo: VitalJoya, otra timopulsera

(Esta anotación se publica simultáneamente en Amazings.es)

Mucho se ha dicho ya sobre la tristemente famosa pulsera Power Balance (ya sabéis, ese ingenioso método para marcar tontos). Hoy queremos advertir sobre otra timopulsera (sí, otra más) que nos llega con apariencia de joya y promete curar absolutamente todos nuestros males por el módico precio de 120 euros del ala. No es nueva, ni mucho menos: tiene casi un año, según las referencias que se pueden encontrar en Google. Sin embargo, parece que con la llegada de la Navidad están dándole un impulso a su publicidad, ya que Andoni Talavera —un lector de Amazings.es— nos advierte, preocupado, de que ha visto un anuncio en televisión.

Se trata de VitalJoya, un producto que, por sus elementos, representa a la perfección el arquetipo de la publicidad magufa: infrarrojos, iones, imanes y «resonancia de la moléculas de agua» (elementos que ya se vendían en la timobola, recordemos); «biomagnetismo», acupuntura (¿esto no consistía en clavar agujas?…) y tradición milenaria; «reequilibrio de la energía celular», sea lo que sea lo que quiere decir eso, sin efectos secundarios (¡por supuesto!, como que no tiene efectos primarios), y todo esto, por supuesto, aderezado con una cara conocida y madura que transmita seguridad y los típicos testimonios de teletienda. Por si fuera poco, VitalJoya hace su pequeña aportación a la literatura magufa con «lo último en tecnología de energía sutil [WTF!] llamado Nano Vibratoria Tecnología (NVT)».

No voy a pararme a explicar que los imanes no tienen ningún efecto porque ni el agua se imanta ni tampoco nuestro cuerpo —por lo que lo de «biomagnetismo» es lisa y llanamente una enorme soplapollez—. No voy a pararme a explicar que todo material que está más o menos caliente (es decir, cuyas partículas elementales tienen movilidad, ergo se encuentran a una temperatura por encima del cero absoluto; resumiendo: todo) emite más o menos radiación infrarroja: sí, nuestra ropa también, y no nos cura de nada. No voy a pararme a explicar que lo de la producción de iones negativos es mentira —y, si fuera verdad, desde luego la energía necesaria para producirlos no sería precisamente sutil…—. Tampoco voy a pararme a buscar referencias para demostrar que la acupuntura es un timo. Y, por supuesto, tampoco voy a pararme a explicar la falacia que supone lo de «tradición milenaria». Primero, porque en el recomendable blog La Ciencia y sus Demonios ya se hizo en su día. Y segundo, porque todo esto ya está ampliamente refutado por separado en montones de artículos sobre otros timos que utilizan la misma jerga. La búsqueda en Google la dejo como ejercicio para el lector.

En su lugar, voy a centrarme en lo que más me ha chocado: la supuesta composición de la timopulsera. Composición que supondría la mayor prueba de la eficacia de la misma en caso de que la tuviera. Pues bien, en Directo a Casa (la típica teletienda) podemos ver que venden que (al menos la pletina central y el cierre) están fabricados con titanio bañado en oro. Además, en la página de VitalJoya (enlazada más arriba), añaden que está compuesta de neodimio, boro, ferrita y germanio. Por último, de las piezas que unen la pletina central y el cierre afirman lo siguiente:

[Estas piezas son] como un chip NVT, hecho de materiales especialmente seleccionados  no-magnéticos, elegidos por su estructura reticular y las propiedades atómicas. La materia prima  pasa por una secuencia de transformación especial. Este material debe cumplir con nuestros estrictos criterios, que incluyen un determinado tamaño, forma y peso. Una vez el material cumpla con las especificaciones, se aplica una fina capa, en cuyo momento, la fase de programación se lleva a cabo. Es cuando el NVT se programa en el chip.

¡Ahí es nada! ¡Chips programables! Aunque no especifican el material con tan mágicas propiedades. Bien, no es difícil desentrañar el misterio. En la propia página web de VitalJoya hay una estupenda foto de la timopulsera donde puede leerse claramente lo siguiente:

STAINLESS STEEL. Es decir: ACERO INOXIDABLE. Señoría, no tengo más preguntas.

Dios no creó el brócoli

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Seguramente, nunca os habréis encontrado un hermoso brócoli silvestre dando un paseo por el bosque. La razón es sencilla: el brócoli silvestre no existe. Es una especie originada mediante el cultivo selectivo a lo largo de cientos de años cuyo antecesor silvestre es una planta mucho menos apetitosa: la col silvestre o Brassica oleracea.

Esta especie primigenia sigue un ciclo bienal. El primer año, acumula agua y nutrientes en un ramo de largas hojas carnosas, como medio de adaptación a las duras condiciones en las que suele crecer (suelos con alto contenido en sal y yeso). El segundo año, la planta utiliza estos nutrientes para formar un largo tallo (de 1 ó 2 m) con un montón de flores amarillas que crecen a partir de pequeños capullos agrupados en ramitos.

Cogemos una col silvestre y empezamos a cultivarla hasta obtener un montón coles. Entre estas coles, cultivadas en unas condiciones determinadas, es posible que algunas no hayan sobrevivido. Otras, en cambio, pueden haber producido hojas ligeramente más carnosas que el resto y otras, por su parte, han florecido antes de tiempo. Como somos muy listos, para engendrar las siguientes generaciones de coles, elegiremos los mejores especímenes según nuestros intereses, hasta que, de nuevo, por puro azar, una planta resulte más carnosa que el resto, dé unos capullos más sabrosos o florezca más a menudo. Así, año tras año, durante (apenas) unos cuantos cientos de años (se tiene constancia de que los romanos cultivaban ya Brassica oleracea).

¿Cuál es el resultado? Un montón de variaciones nuevas dentro de la misma especie, sorprendentemente diferentes entre sí y que ya no es posible encontrar en estado silvestre. Como cabía esperar, de algunas nos comemos las flores (coliflor, brócoli, romanesco…); de otras, las hojas (col, berza, repollo…); algunas incluso se usan como decoración (col ornamental). A continuación, podéis ver un esquema con estas variaciones divididas en los 7 grupos de cultivo que sirven para clasificarlas:

Grupos de cultivo y variaciones de Brassica Oleracea

Durante todo este proceso, sólo han intervenido mutaciones aleatorias del ADN y la selección artificial impuesta por los agricultores. Cabe suponer que las mutaciones ocurren con la misma frecuencia en la naturaleza y en los cultivos. Sin embargo, es la selección artificial la que facilita que podamos observar, a cámara rápida, un proceso de diversificación que, en otros casos, tarda milenios en producirse. El motivo es sencillo: mientras que el hombre impone unilateralmente qué planta es mejor y cuál peor, la naturaleza nunca lo tiene tan claro. La evolución no tiene objetivos, ni escalas de valor: su único criterio es una mejor adaptación a un entorno siempre cambiante. Todo ello ralentiza el proceso de cambio, pero también hace posible que puedan coexistir varias soluciones de forma simultánea o que aparezcan soluciones imprevisibles, aparentemente ilógicas, que nunca hubiesen surgido en la persecución de un objetivo predefinido, o a partir de una planificación «inteligente». Ese es el secreto de la gran variedad de la vida: pequeños cambios consolidados a base de prueba y error a lo largo de 4000 millones de años.

El efecto Leidenfrost

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El efecto Leidenfrost —llamado así en honor a Johann Gottlob Leidenfrost, quien lo describió en A Tract About Some Qualities of Common Water, en 1756— es un fenómeno por el cual un líquido que entra en contacto con un sólido a una temperatura superior a la temperatura de ebullición de dicho líquido, se evapora mucho más lentamente que si esta temperatura fuese inferior.

Puede verse de manera sencilla con un experimento casero. Nos armamos con un vaso de agua del grifo y una cacerola. Ponemos la cacerola al fuego y esperamos a que se caliente. Si echamos agua en su interior cuando la temperatura del metal es inferior a la temperatura de ebullición del agua (unos 100 ºC dependiendo de diversos factores), las gotas de agua se evaporarán lentamente. Si, en su lugar, lo hacemos cuando la cacerola ha alcanzado los 100 ºC o más, las gotas se evaporarán rápida y ruidosamente. En cambio, si seguimos aumentando la temperatura hasta superar el punto Leidenfrost, las gotas resbalan por la superficie de la cacerola, evaporándose muy lentamente.

Dicho efecto sucede porque, al entrar en contacto con la cacerola a una temperatura tan alta, una pequeña capa de agua se vaporiza instantáneamente actuando como aislante entre la superficie sólida y el líquido.

De esta manera, la gota de agua planea de forma errática sobre la cacerola, evaporándose muy lentamente gracias al aislamiento que le proporciona el vapor. A continuación podemos ver un vídeo del experimento.

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El punto Leidenfrost no es fácil de calcular a priori, ya que depende de infinidad de factores tales como las propiedades de la superficie y las impurezas del líquido. Sin embargo, de forma aproximada podemos decir que el punto Leidenfrost del agua se sitúa aproximadamente en los 160 ºC.

El efecto Leidenfrost es el responsable de que podamos meter la mano en plomo líquido sin que nos pase nada (como ya comprobaron los Cazadores de Mitos) [¡Peligroso! ¡No intentar en casa!], o de que podamos meter la mano en nitrógeno líquido como en el siguiente vídeo [¡Tan peligroso o más que lo anterior!].

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Como hemos visto, el autor del vídeo introduce su mano en nitrógeno líquido (a una temperatura por debajo de -196 ºC, la temperatura de ebullición del nitrógeno) y no le ocurre absolutamente nada. De nuevo juega un papel fundamental el efecto Leidenfrost. Su mano se encuentra a una temperatura muy por encima de esos -196 ºC y por tanto se sitúa por encima del punto Leidenfrost. Así, cuando la introduce, una fina capa de nitrógeno alrededor de su mano se vaporiza instantáneamente y la protege durante un pequeño intervalo de tiempo de una congelación segura.

Amazings.es

Un blog para gobernarlos a todos. Un blog para encontrarlos, un blog para atraerlos a todos y atarlos en los caminos de la Ciencia donde se extiende el Escepticismo.

Parafraseando a Tolkien, anuncio —con una semanita de retraso, porque me he pasado toda la semana en Bilbao sin conexión— la puesta en marcha de Amazings.es, un proyecto de Miguel Artime (Maikelnai’s Blog), Antonio Martínez Ron (Fogonazos) y Javier Peláez (La Aldea Ireductible) que surge con la intención de aglutinar lo mejor de la divulgación científica de la blogosfera hispana. Dicho proyecto consta de dos partes: un blog principal donde escribirán ellos y más de 50 colaboradores a los que han conseguido engañar (y entre los que nos encontramos los Enchufa2) y una comunidad que se encargará de… cosas (todavía en desarrollo…).